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1、西安邮电学院数字电路课程设计报告书——数字抢答器学院名称：电子工程学院学生姓名：赵帅专业名称：集成电路设计与集成系统班级：电路0903实习时间：2011年6月20日——2011年7月1日18数字电路课程设计------------数字抢答器一．数字式抢答器功能概述在举办各种智力竞赛活动中，常常需要确定随是第一个抢答的人。数字式抢答器利用电子器件可以准确的解决这一问题。数字式抢答器允许抢答者在规定的时间范围内进行抢答，可以用数字显示抢先者的序号，并配有相应的灯光指示和声报警功能；对犯规抢答者（指在抢答开始命令下达前抢答者），除用声
2、、光报警外，还应显示出犯规者的序号；若规定抢答时间已过，要告示任何输入的抢答信号均无效，除非重新下达抢答命令。所使用的实验器材1).中规模集成器件：74LS161（1个），74LS48（2个），74LS148（1个），74LS11（1个）555（1个），74LS75（1个），74LS04（1个）。2).其它器材：电阻150KΩ1只，4.7kΩl只，100Ω4只。电容0.1uF1只，4.7uF1只红色、黄色、绿色发光二极管各1只，共阴极显示数码管2只。导线若干，面包板一个。二．任务和要求设计一个数字式抢答器，具体要求如下：181．
3、要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号实在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序号，绿灯亮。2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。3．选做：在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。三．数字抢答器总体方案 <1>接通电源后，主持人将开关拨到“置数”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器不显示,定时器显示为设定时间。此时,若有人抢答,为违规抢答LED显示器显示其编号,并红灯警告.定时器显示不变,仍为设定时间。<2>主持人将开关置于“计时”状态，
4、宣布“开始”抢答，抢答器工作,定时器倒计时,选手在定时时间内抢答时，抢答器完成:优先判断,编号锁存,编号显示,绿灯提示。<3>若在10秒内无人抢答，10秒到后计数器停止计数，抢答无效，编号锁存,编号显示,红灯提示。如果再次抢答必须由主持人再次操作“置数”和“计时”状态开关。18数字抢答器框图：优先编码器译码显示译码电路锁存器抢答按钮报警电路控制电路主持人开关定时电路秒脉冲产生电路显示电路译码电路四．单元电路的设计1.抢答器电路的设计(即完成锁存和显示功能)(1)抢答,锁存电路:在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由747
5、5来实现,当7475的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态：7475真值表：DCQ111010X0Qn当有一组选手按下开关后，D1，D2，D3，D4时，7475的输出将送到74LS148的数据输入端，当有一个选手的输入端为0时它的Yex的输出为0，接入7475的E0-1,E31-2,7475实现锁存功能，保持状态不变。18(2)译码电路：对于译码过程先要对选手进行编码，用74LS148来进行编码，7448进行译码74LS148真值表如下：根据输出的特点，选择分别为1、2、3、4号选手的输入端。它的输出端直接接到74
6、LS48译码器的输入端上。综上可得到抢答锁存电路的电路图(如图)182．脉冲的设计本实验中所用的计时器，是和我们的时钟的频率一样的，因此我们通过555的分频来实现我们所需要的时钟脉冲以及波形如图：如图所示。18CP脉冲的输出图3．倒计时器的设计此电路用来实现模10的倒计数器，用一片74LS161来实现，置数法来实现，由于要求倒计数，所以可以取反而得到。在次还有一个问题是：当倒数到0后，还要有锁存的功能，锁住电路，抢答违规。低位片模10，它从0110到1111，取反后得到1001到0000。其状态转移图如下：18/0/0/0/01
7、01011100110010011000DCBA/Co/0/0/0/0/0/1111111011110010110111101011100110010011000DCBA/Co主持人开关接在161的LD端，接低电平是代表重新开始新一轮的比赛，表示置9端，当接通高电平时代表倒计时开始！由于倒计时受主持人控制，因此不能自动置9。74LS161的真值表如下：为了实现倒计时的停止对CTp与CTt进行控制“01”保持“11”计数，因此我令CTt直接接高电平，用CO·Yex来控制CTp端实现计数与停止！由于161是实现计数的器件实现先对输入
8、端进行置数,置6，去反得9。电路图如下所示：184．红绿灯警告的设计(1)红灯的控制此电路根据老师要求，违规抢答有两种情况，包括提前抢答以及超时抢答两部分，分析各逻辑器件的功能不能看出，当有人抢答是GS=0，提前抢答是主持人开关处于K=0状态，超时抢答时CO=1
